錨網(wǎng)噴支護(hù)技術(shù)在特厚煤層綜放開采中的應(yīng)用

錨網(wǎng)噴支護(hù)技術(shù)在特厚煤層綜放開采中的應(yīng)用

0主采2#煤層支護(hù)情況龍慶煤礦位于龍慶市卓河市南部。1999年12月投產(chǎn),2003年主斜井由串車提升改為強力皮帶運輸后,礦井生產(chǎn)能力由30萬t/a,提高到60萬t/a。主采2#煤層位于侏羅系中下統(tǒng)延安組,傾角2～3°,埋深180m左右。雙龍煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜,構(gòu)造發(fā)育,地應(yīng)力大,井下穿層巷道時常出現(xiàn)底鼓、圍巖松軟破碎現(xiàn)象,支護(hù)十分困難。建礦以來,井下穿層巷道支護(hù)先后采用了料石砌碹、砌墻架鋼梁、錨網(wǎng)噴三種支護(hù)形式。從使用效果來看,其中錨網(wǎng)噴支護(hù)具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟可行、安全可靠、施工方便等優(yōu)點,在礦井得到廣泛應(yīng)用。1網(wǎng)絡(luò)噴擊防護(hù)參數(shù)設(shè)計1.1巷道圍巖強度和作用集接合性錨、網(wǎng)、噴三者相互獨立又共為一體。對于圍巖隨時變化的穿層巷道來說,錨桿是懸吊作用、組合拱作用和圍巖強度強化作用集一身。巷道不論采用何種支護(hù)形式,都要允許壓力釋放和留有壓力釋放的時間和空間。錨后的初噴為壓力釋放創(chuàng)造了條件,待其壓力釋放高峰過后,巷道變形趨向緩慢時,再進(jìn)行復(fù)噴,既可以補救初噴的破壞作用,還可以增厚噴層以阻止或減緩圍巖緩慢持續(xù)的變形。1.2網(wǎng)的支護(hù)參數(shù)確定從經(jīng)驗公式計算錨桿長度為1.56m。根據(jù)原煤炭部“緩傾斜、傾斜回采巷道圍巖穩(wěn)定性分類方案”,巷道圍巖劃分為既有穩(wěn)定又有不穩(wěn)定的Ⅱ～Ⅵ類圍巖,故圍巖影響系數(shù)取1.1;按巷道最大垮度3.2m。根據(jù)理論計算,結(jié)合工程類比,最后確定支護(hù)參數(shù):錨桿長度取1.8m,錨桿直徑20MnSi,建筑螺紋鋼取20mm,錨桿間距0.8m,托板取直徑150mm,厚度為5mm的圓鑄鐵。確定網(wǎng)的規(guī)格:采用8#鍍鋅鉛絲菱形網(wǎng),長寬1000mm×1000mm,網(wǎng)孔100mm×100mm。錨固劑的確定:錨固劑采用淮南礦務(wù)局合成材料廠生產(chǎn)的Z-2330樹脂藥卷,即直徑為φ23mm,長度為300mm。一般情況下錨固類型為端錨,錨段長300mm,錨桿頭部做成左旋麻花型式。混凝土設(shè)計噴厚150mm。2錨網(wǎng)絡(luò)噴擊保護(hù)工藝2.1工藝光爆出碴→初噴(臨時支護(hù))→打錨桿眼→安裝錨桿→掛網(wǎng)→上托板→復(fù)噴→監(jiān)測→二次支護(hù)。2.2錨桿的安裝光爆:使用7655型鑿巖機,2#銷銨炸藥,1～5#毫秒延期電雷管,全斷面一次成巷,短掘短噴一次成巷,p-60B型耙斗機。根據(jù)地質(zhì)資料和工程穿過的巖層柱狀情況編制爆破圖表。圖表中要詳細(xì)規(guī)定巖巷炮眼布置數(shù)目、角度、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu),保持爆破圖表的先進(jìn)性、科學(xué)性、合理性和可行性,并在掘進(jìn)班組認(rèn)真貫徹,施工人員按爆破圖表進(jìn)行鉆眼、裝藥和連炮施工。初噴:放炮后及時清理浮矸危石,檢查巷道規(guī)格尺寸,及時初噴30～40mm速凝混凝土,然后打上帶帽點柱?；炷吝x用的粗細(xì)集料應(yīng)是品質(zhì)堅硬,級配良好,粒徑適中,不含雜質(zhì)的潔凈材料?；炷僚浜媳葹樗?砂子:石子=1∶2∶2。錨桿的布置方式:錨桿布置在斷面上呈放射狀,方向應(yīng)垂直巷道輪廓線,一般從拱頂布置到拱基線以下200～300mm處,若圍巖特松散時,還須在幫角處增設(shè)下斜孔,安裝錨桿進(jìn)行地錨。鉆錨孔:按“三徑”匹配的原則,錨桿眼孔直徑選φ28mm。鉆孔前要劃線定眼位,用液壓錨桿機打眼,鉆孔方向要盡量垂直巷道輪廓線,鉆好孔之后吹凈巖粉或用水將錨桿孔的錨固段沖洗干凈,以去掉孔底錨固段的糊狀巖粉。錨孔間排距誤差不大于±100mm,孔深為1800±50mm。安裝錨桿、鋪網(wǎng):先把樹脂錨固劑放入錨孔,用液壓錨桿機帶動桿體攪拌30±5s。15min后錨桿錨固段錨固力在50kN左右,待巷道錨桿安裝完,掛鋪金屬網(wǎng),網(wǎng)要緊貼巖面,掛網(wǎng)順序是由拱向兩幫延展,壓茬50～100mm,金屬網(wǎng)間用鐵絲扎緊,1h后及時套上錨桿托板、螺帽,采用BK16型氣動機緊固,要求扭矩達(dá)200Nm以上,然后撤除臨時點柱。復(fù)噴:當(dāng)巷道全斷面完成安裝錨桿、掛網(wǎng)后,立即復(fù)噴50～60mm混凝土。噴射作業(yè)時,噴槍與噴面要基本保持垂直,噴槍與受噴面距離為1.0～1.2m為宜。操作時應(yīng)使噴頭沿螺旋型軌跡運行,一圈壓半圈緩慢移動。監(jiān)測:①圍巖變形量的觀測。掌握巷道變形規(guī)律,從而確定二次支護(hù)的時間;②錨桿錨固力測定。巷道施工過程中要每天對錨桿進(jìn)行錨固力測定,當(dāng)錨固力小于50kN時,要停止施工,查明原因采取措施處理,確保錨固力達(dá)到要求。二次支護(hù):二次支護(hù)時要待巷道變形基本穩(wěn)定后,一般為30～45d,及時清理快要脫落的噴層,然后再噴一次混凝土達(dá)到設(shè)計厚度150mm。3網(wǎng)絡(luò)噴擊防護(hù)效果評估和建議3.1錨桿支護(hù)更有利于保護(hù)巷道圍巖錨桿支護(hù)在支護(hù)原理上符合現(xiàn)代巖石力學(xué)和圍巖控制理論,錨桿與被錨固圍巖共同承載,屬主動支護(hù),因而能夠調(diào)和利用圍巖自身的穩(wěn)定性,充分發(fā)揮圍巖的自身承載能力,有效地控制圍巖變形,所以錨桿支護(hù)更利于保護(hù)巷道圍巖的穩(wěn)定,改善巷道維護(hù)狀況。①采用錨網(wǎng)噴支護(hù)的3#材料斜巷較采用料石砌碹支護(hù)的1#材料斜巷和采用料石墻架鋼梁支護(hù)的2#材料斜巷工期都縮短了近1/5;②在相同地質(zhì)條件下,參數(shù)合理采用錨網(wǎng)噴支護(hù)的3#材料斜巷,巖巷圍巖變形量通常比采用料石砌碹支護(hù)的1#材料斜巷和采用料石墻架鋼梁支護(hù)的2#材料斜巷減少一半;③錨網(wǎng)噴支護(hù)與料石砌碹支護(hù)和料石墻架鋼梁支護(hù)相比較每米節(jié)約材料費近1000元,69米巷道節(jié)約6.9萬元;④錨網(wǎng)噴所需材料體積小,重量輕,其輔助運量大大降低,既減輕了工人的勞動強度,又改善了作業(yè)環(huán)境。3.2確定錨固劑樹脂錨固劑其性能和安裝工藝優(yōu)于其它類型的錨固劑。錨桿孔必須沖洗,可提高錨固力33%～60%。必須按規(guī)定